2023年銀行從業(yè)考試個(gè)人理財(cái)模擬試題參考

2０2３-2０2３學(xué)年第2學(xué)期操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)規(guī)定：１．每位同學(xué)按學(xué)號(hào)尾數(shù)作相應(yīng)的課題,如１號(hào)同學(xué)做課題一,２號(hào)同學(xué)作課題二。２．允許同學(xué)之間換題。３.允許用不同的方法作課題，即可以在Wｉｎdoｗs、Ｌiｎｕx下采用各種編程語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)工具實(shí)現(xiàn)課題所規(guī)定的功能。(所附資料僅供參考)課程設(shè)計(jì)報(bào)告格式課程設(shè)計(jì)目的課題內(nèi)容設(shè)計(jì)思緒源代碼運(yùn)營(yíng)與測(cè)試心得體會(huì)

課題一:編寫(xiě)一個(gè)小型命令解決器ｓmａｌlsheｌl一、目的設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)樸的命令解決程序，名字為ｓmａllshｅｌl。規(guī)定具有以下基本功能：1.支持交互式的用戶界面2.支持內(nèi)置命令:ｃd，exiｔ,設(shè)立搜索途徑paｔh等。3．支持可執(zhí)行文獻(xiàn)的運(yùn)營(yíng)4.支持輸入輸出重定向功能5.支持管道功能二、準(zhǔn)備知識(shí)1.交互式用戶界面在smaｌｌsｈell中,顯示如下格式的交互界面：[ｓernａme＠seｒvｅｒｎａｍe:ｐaｔhname]$需要涉及以下函數(shù):＃includｅ<uniste.h>char*getｌogin（voiｄ);/＊gｅtlogin函數(shù)返回與當(dāng)前用戶關(guān)聯(lián)的用戶名*／intｇeｔｈostname（char＊naｍe，sizｅ_tｎamelen);/*gｅthostname函數(shù)把機(jī)器的網(wǎng)絡(luò)名寫(xiě)到字符串name中,name的長(zhǎng)度為nａｍeleｎ,因此該字符串的長(zhǎng)度不得超過(guò)nameｌｅn個(gè)字符，函數(shù)成功返回0,否則返回-１。*／#includｅ＜uｎiｓtd>char*gｅtｃwd(ｃhar*ｎame,ｓiｚe_ｔsizｅ);/＊getcwd函數(shù)返回一個(gè)指向當(dāng)前工作目錄的指針,并將當(dāng)前工作目錄存于ｎame中，假如該目錄名長(zhǎng)度超過(guò)size給出的長(zhǎng)度，返回NＵLL。若siｚｅ為0,返回－1。*/例如，下面這段程序模仿了pｗd命令:#incｌｕｄe＜stdｉｏ.h>#ｉncｌuｄｅ<unistd.h>#dｅfｉneVERYBＩG20０voidｍy_ｐｗd(vｏｉd);ｍaｉｎ(）{my_pwd（)；}voidmy_pwd(void）;{cｈardirnaｍe[VERＹBIG];iｆ(getcｗｄ(ｄｉrｎamｅ，ＶERYBＩG)==NＵLL) printf（“gｅtcｗderｒｏｒ”);ｅlｓe printｆ(“%s”,dｉrｎame);}2.支持內(nèi)置命令:cd,eｘｉｔ,設(shè)立搜索途徑pａｔh等?假如用戶輸入內(nèi)置命令，smalｌsheｌl根據(jù)命令名及參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)解決。下面以cd，exit,path命令為例,分別說(shuō)明其實(shí)現(xiàn)所涉及的函數(shù)。?（1）cｄ命令該命令用于切換當(dāng)前目錄,可以通過(guò)ｃｈdiｒ()函數(shù)實(shí)現(xiàn)。ｃhdir()使當(dāng)前目錄變?yōu)閜ath所指向的目錄，該函數(shù)的用法如下:#incｌｕde<uｎiｓtｄ.h>ｉｎｔchdir(coｎｓtchar＊path);chdir在失敗的情況下返回-１。需要注意的是，cｈdir只影響調(diào)用進(jìn)程，并不會(huì)影響啟動(dòng)這個(gè)進(jìn)程的sheｌl進(jìn)程。例如,使用chdir(“/usr／bｉｎ”)；可切換到/usr/ｂin目錄。（2)exit命令?該命令用于退出ｓmallshell,需要調(diào)用exit函數(shù)實(shí)現(xiàn)，exit函數(shù)用法如下：＃iｎclude<stdlｉb.ｈ>?voidexit(ｉntｓtatus)；(3)paｔｈ命令?該命令用于設(shè)立搜索途徑?？梢栽O(shè)立一個(gè)全局變量gpatｈ，實(shí)現(xiàn)對(duì)搜索途徑的更新。３．支持可執(zhí)行文獻(xiàn)的運(yùn)營(yíng)假如用戶輸入的不是內(nèi)置命令,而是一個(gè)可執(zhí)行文獻(xiàn)名，則需要在設(shè)立的途徑中搜索該命令,并在此環(huán)境中執(zhí)行?？梢酝ㄟ^(guò)acｃess（)函數(shù)先對(duì)該命令進(jìn)行測(cè)試: #ｉｎcｌuｄe<unisｔd.h>inｔａｃceｓs(coｎstｃhａr*pathname，intｍoｄe）;該函數(shù)根據(jù)用戶id測(cè)定進(jìn)程是否具有訪問(wèn)某個(gè)特定文獻(xiàn)的權(quán)限。參數(shù)ｐaｔhnａmｅ表達(dá)的是文獻(xiàn)的名字,參數(shù)mode有三種也許的取值,它們的定義在<unｉｓtd.ｈ>中可以找到：R_ＯK調(diào)用進(jìn)程是否具有讀訪問(wèn)權(quán)限Ｗ_OＫ調(diào)用進(jìn)程是否具有寫(xiě)訪問(wèn)權(quán)限X_ＯK調(diào)用進(jìn)程是否具有執(zhí)行權(quán)限ａｃcｅsｓ函數(shù)返回０，表達(dá)用戶對(duì)文獻(xiàn)具有訪問(wèn)權(quán)限，返回-1表達(dá)不具有此種訪問(wèn)權(quán)限。假如命令可執(zhí)行,下一步是創(chuàng)建sｍallshｅll的子進(jìn)程，之后讓子進(jìn)程執(zhí)行這個(gè)可執(zhí)行文獻(xiàn)。因此需要用到fork和eｘeｃ類(lèi)函數(shù)。ｆｏrk函數(shù)的使用請(qǐng)參考課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，exec類(lèi)函數(shù)有６個(gè),這里可以用其中的eｘeｃｖe()函數(shù)，用法如下：#iｎclｕde＜uniｓtd.ｈ＞ ｉntexecve(constchａr*pathnａmｅ，cｈar*consｔargv[],chａr＊consteｎvp［]；pａｔhnａme參數(shù)是子進(jìn)程要執(zhí)行的文獻(xiàn)的途徑名,argv是一個(gè)參數(shù)字符串列表，envp是一個(gè)環(huán)境變量字符串和值的列表。eｘeｃve成功不會(huì)返回，失敗返回－1.例：ｃmd＝”ｈelloｗorld”;／/hellｏwｏrlｄ是一個(gè)可執(zhí)行文獻(xiàn)chaｒ＊ｅnvp[]={“ＰATH＝/hoｍe/stu1”，０};exｅcve（cmd,ＮULL,ｅnvｐ）;//執(zhí)行heｌlowｏｒｌd４．支持輸入輸出重定向功能每個(gè)進(jìn)程的描述符中包含一個(gè)file＿struct結(jié)構(gòu)，記錄用戶的文獻(xiàn)打開(kāi)情況,這個(gè)結(jié)構(gòu)稱為用戶打開(kāi)文獻(xiàn)表。并且用戶打開(kāi)文獻(xiàn)表的信息在fork（)和exec()調(diào)用后將仍然保持和繼承。進(jìn)程的打開(kāi)文獻(xiàn)表記錄進(jìn)程已經(jīng)打開(kāi)的文獻(xiàn)描述符,即指向文獻(xiàn)對(duì)象的指針。通常系統(tǒng)為正在執(zhí)行的進(jìn)程自動(dòng)打開(kāi)三個(gè)文獻(xiàn):標(biāo)準(zhǔn)輸入(鍵盤(pán)），標(biāo)準(zhǔn)輸出（顯示器)，標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤。通常相應(yīng)文獻(xiàn)描述符0，1，2。因此，輸入輸出重定向?qū)嶋H就是將標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出的文獻(xiàn)描述符指向用戶指定的文獻(xiàn)。可以使用下列函數(shù)實(shí)現(xiàn):#ｉnｃｌude＜unistｄ.ｈ＞fiｄ=opｅn(constchar*ｐathnaｍe,ｉntfｌagｓ）;iｎtｄup２(intoldｆd,inｔｎewfｄ);open函數(shù)打開(kāi)一個(gè)文獻(xiàn)，返回該文獻(xiàn)的描述符。參數(shù)patｈｎame是文獻(xiàn)的途徑名，flag指定文獻(xiàn)存取模式,取值為:O_ＲＤＯNLY,O_WRONLY，Ｏ＿RDWR,O_CRＥＡＴE等。dup2函數(shù)將老的文獻(xiàn)描述符olｄfd復(fù)制到新的文獻(xiàn)描述符nｅwｆd，即創(chuàng)建一個(gè)ｏｌdfd的拷貝。例如：ｆiｄ=ｏpen（fiｌename,O＿WROＮLY|O_CREAT);//以寫(xiě)的方式創(chuàng)建并打開(kāi)文獻(xiàn)fiｌeｎａmedup2(ｆｉｄ,１)；//將文獻(xiàn)描述符復(fù)制到標(biāo)準(zhǔn)輸出，即輸出時(shí)便輸出到新建文獻(xiàn)中,//從而實(shí)現(xiàn)了輸出重定向。5.支持管道功能sheｌl中的管道功能是將一個(gè)命令的輸出作為另一個(gè)命令的輸入?？梢杂胮ｉpe函數(shù)創(chuàng)建無(wú)名管道。返回的ｐipe文獻(xiàn)描述符只能被同一家族的父子進(jìn)程使用,因此可以用ｆork函數(shù)和exeｃ函數(shù)創(chuàng)建兩個(gè)不同的進(jìn)程并使其具有父子關(guān)系,之后使一個(gè)進(jìn)程的輸出重定向到管道，另一個(gè)進(jìn)程的輸入重定向到管道，從而實(shí)現(xiàn)管道功能。程序框架如下：ｉｎtfd[2]；pipｅ（fd）;if（foｒk>０){//父進(jìn)程cｌose(fd[0］);/／關(guān)閉用于讀文獻(xiàn)的描述符dｕp2(fd[1],1);//父進(jìn)程實(shí)現(xiàn)輸出重定向......｝elsｅ｛／／子進(jìn)程ｃloｓe(fd［1］);/／關(guān)閉用于寫(xiě)的文獻(xiàn)描述符dｕp2(fd［0],０);//子進(jìn)程實(shí)現(xiàn)輸入重定向．.．．．. }三、sｍalｌshelｌ總體結(jié)構(gòu)交互界面交互界面命令解析內(nèi)部命令可執(zhí)行文獻(xiàn)創(chuàng)建子進(jìn)程執(zhí)行I/O重定向創(chuàng)建管道?課題二使用SystemＶ的IＰC機(jī)制實(shí)現(xiàn)“生產(chǎn)者-消費(fèi)者”問(wèn)題一、目的學(xué)習(xí)SystｅmV的進(jìn)程間通信機(jī)制,使用信號(hào)量和共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)經(jīng)典進(jìn)程同步問(wèn)題“生產(chǎn)者－消費(fèi)者”問(wèn)題。具體規(guī)定:1.創(chuàng)建信號(hào)量集，實(shí)現(xiàn)同步互斥信號(hào)量。2.創(chuàng)建共享內(nèi)存，模擬存放產(chǎn)品的公共緩沖池。３.創(chuàng)建并發(fā)進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程對(duì)共享緩沖池的并發(fā)操作。二、準(zhǔn)備知識(shí)１.信號(hào)量集(1)創(chuàng)建信號(hào)量集#iｎｃlｕｄe<sys/sｅm．h＞intsｅｍgｅt(ｋeｙ＿ｔkey,intｎsems,ｉnｔpeｒmｆlagｓ);該調(diào)用與文獻(xiàn)的opｅn或creaｔ相似,參數(shù)key是一個(gè)標(biāo)記信號(hào)量集的數(shù),參數(shù)ｎｓｅms是信號(hào)量集中包含的信號(hào)量的個(gè)數(shù),元素索引從0到nseｍs－1,ｐｅrmflａｇs是seｍgｅt函數(shù)將實(shí)現(xiàn)的操作,有兩個(gè)值供選擇，在頭文獻(xiàn)<sys/ipc.h>有定義，這兩個(gè)值可以單獨(dú)使用，也可用“或”位運(yùn)算符連起來(lái)使用：IPC_CRＥAＴ:創(chuàng)建一個(gè)kｅｙ所代表的新信號(hào)量集，類(lèi)似于creat。IPＣ_EXCL:同IＰＣ＿CREＡT都設(shè)立時(shí)，若ｋey相應(yīng)信號(hào)量集存在,則返回-1，并將錯(cuò)誤指示變量eｒrno置EEXIST。例如:seｍid=semgeｔ(（key_t)0010,1,06０0｜ＩＰC_ＣREＡT|IPC＿EXCL)；注意:這里0６0０表達(dá)對(duì)該信號(hào)量集的存取權(quán)限，設(shè)立的方式同文獻(xiàn)存取權(quán)限的設(shè)立一致。06０0表達(dá)對(duì)信號(hào)量集的創(chuàng)建者具有讀寫(xiě)權(quán)限,對(duì)同組用戶和其他用戶無(wú)任何權(quán)限。(２)信號(hào)量控制#ｉnclｕｄe<ｓyｓ/seｍ．h＞ｉnｔｓemｃｔl(iｎｔｓeｍid，intｓem_num,intcommand,uniｏｎsｅmunctｌ_arg);該函數(shù)可以對(duì)sｅmｉd表達(dá)的信號(hào)量集中的第ｓem＿ｎuｍ號(hào)信號(hào)量執(zhí)行cｏmmand指示的操作。sem_nｕm是信號(hào)量的索引號(hào)，注意,索引號(hào)從0開(kāi)始。commａnd給出要完畢何種功能,功能可分為種:標(biāo)準(zhǔn)IPC功能、只對(duì)單個(gè)信號(hào)量起作用的功能、影響整個(gè)信號(hào)量集的功能。標(biāo)準(zhǔn)IPＣ函數(shù)IPC_ＳＴAT:把狀態(tài)信息放入ctｌ＿ａrg．ｂufIPＣ_SEＴ:用ｓtｌ_aｒg.bｕf中的值設(shè)立信號(hào)量的所有權(quán)／許可權(quán)ＩPC_RMＩD:從系統(tǒng)中刪除信號(hào)量集(此時(shí)sem_num參數(shù)忽略）單信號(hào)量操作GEＴVＡL:返回信號(hào)量的值SETVAL:設(shè)立信號(hào)量的值，寫(xiě)入ctl＿ａrg.valGETPＩD:返回最后一個(gè)對(duì)ｓem_ｎｕm號(hào)信號(hào)量執(zhí)行semｏp操作的進(jìn)程iｄGETNCＮT:返回等待ｓem_ｎｕm號(hào)信號(hào)量值增長(zhǎng)的進(jìn)程數(shù)，即在該信號(hào)量上等待的進(jìn)程數(shù)GETZCNT：返回等待sｅｍ_nuｍ號(hào)信號(hào)量值變?yōu)?的進(jìn)程數(shù)。全信號(hào)量操作ＧETALL:返回所有信號(hào)量的值,結(jié)果保存在ctl_arg.arｒay,忽略參數(shù)sｅｍ＿numSEＴALL:通過(guò)ctｌ＿aｒg.aｒraｙ更新所有信號(hào)量的值。參數(shù)sｅm＿nｕm與上述第二類(lèi)功能選項(xiàng)一起使用,以針對(duì)某一個(gè)信號(hào)量。參數(shù)ctl_arg是調(diào)用該函數(shù)的進(jìn)程必須事先定義的一個(gè)聯(lián)合體,定義如下;unｉonsemun{intval；strｕｃtseｍｉd＿dｓ*ｂｕf；unｓignｅdshort＊ａｒraｙ};uｎioｎｓemｕnctl＿ａｒg;聯(lián)合體中的三個(gè)成員分別相應(yīng)sｅmｃtｌ的三個(gè)功能,val是針對(duì)信號(hào)量值的，例如賦初值。結(jié)構(gòu)體semid_ds是IPＣ＿STＡT和ＩPC_SＥＴ的緩沖,arｒay針對(duì)全信號(hào)量操作。（3)信號(hào)量操作#inｃlude<sys／ｓｅm.ｈ>ｉntｓemop(ｉntｓｅmid,strｕcｔsemｂuf＊op_ａrray，ｓize＿tnum_opｓ);該函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)量的p、v操作。參數(shù)ｓemiｄ是信號(hào)量集的標(biāo)記符,ｏp_arrａy指向sｅｍbuf結(jié)構(gòu)體類(lèi)型的數(shù)組，參數(shù)nuｍ_oｐｓ是操作的個(gè)數(shù)。下面給出sembuf的結(jié)構(gòu)：stｒucｔsｅmbｕf{unsiｇnedshoｒtsem_num;/／存放信號(hào)量在信號(hào)量集合中的索引 ?ｓhortｓem＿op;//１，-1分別可表達(dá)加一和減一操作,相稱與Ｖ、P操作 ?shortseｍ_ｆlｇ;//標(biāo)志,設(shè)立SEＭ_UNDO表達(dá)進(jìn)程退出時(shí)自動(dòng)還原}例如,下面這段程序可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)一個(gè)信號(hào)量的P操作:ｉntP(intsemid)? /／ｓemid是信號(hào)量集的標(biāo)記符{sｔrｕｃtsembuｆｐ_bｕｆ；?ｐ_buｆ．sem＿ｎｕｍ=0;? p_ｂuf.ｓeｍ_oｐ=－1;?ｐ＿buf.seｍ_ｆｌｇ=SEM_UNDO；if（ｓeｍop(seｍid,&p_ｂuf，1)==-1）//第三個(gè)參數(shù)是p＿buf指向的seｍbuｆ數(shù)組的大小?{ｐerror("p(sｅmｉｄ）faiｌｅd");?eｘｉt（1);?｝reｔｕrn(０）；}2.共享存儲(chǔ)共享存儲(chǔ)操作適得兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程可以共用一段物理內(nèi)存（一般情況下,兩個(gè)進(jìn)程的數(shù)據(jù)區(qū)是完全獨(dú)立的，父進(jìn)程用ｆｏrk創(chuàng)建子進(jìn)程后，子進(jìn)程會(huì)復(fù)制父進(jìn)程數(shù)據(jù)到自己的數(shù)據(jù)區(qū))。（１)創(chuàng)建共享內(nèi)存#inｃlｕde<sys/ｓhm.h＞iｎtshｍget(keｙ_tkｅｙ,ｓiｚe_ｔsize,intpｅrmflags）;參數(shù)ｋｅy是共享內(nèi)存的標(biāo)記，size是共享內(nèi)存段的最小字節(jié)數(shù)，permflagｓ是訪問(wèn)權(quán)限，值的設(shè)立同semget同樣。（2)共享內(nèi)存的控制＃include<ｓys／ｓｈｍ．h>intshmｃｔl（ｉntshmiｄ,ｉntｃoｍmand,structｓhmｉd_dｓ*sｈm_ｓtａｔ);該函數(shù)seｍcｔl相似,coｍmand可設(shè)為ＩＰC_ＳTAＴ,IPC＿SEＴ，IPC_RＭID。參數(shù)shｍ_sｔat指向存放屬性的結(jié)構(gòu)體，具體內(nèi)容請(qǐng)參考手冊(cè)。（３）共享內(nèi)存的附接和斷開(kāi)＃ｉnclｕｄe<sｙs／shm．h>void＊ｓhmat（iｎtshmid,cｏｎstvoid*addr，iｎtｓｈｍｆｌａｇs);intｓｈmdt(coｎｓｔvｏiｄ＊adｄr）;由于兩個(gè)函數(shù)需指出進(jìn)程地址空間中的地址,因此比較復(fù)雜。簡(jiǎn)化的方法是將sｈmａt(yī)中的地址設(shè)為NＵＬL。三、程序框架//semaｐhoreheaｄerfiｌe＃iｎcluｄe＜sys／typeｓ.ｈ>＃inclｕde<syｓ/ipｃ.ｈ>#include＜syｓ/sem.h>#incｌｕｄe<eｒrｎo.h>#incｌｕｄe<stdliｂ.ｈ>＃ｉncｌｕｄe<ｓｔdiｏ.h＞＃ｉｎcluｄe<uｎiｓtd.ｈ＞typｅｄefｕniｏｎ_sｅmｕn{／／定義聯(lián)合體...．..｝semｕn;stｒuctdａt(yī)abuf｛//定義“生產(chǎn)者-消費(fèi)者”問(wèn)題中存放數(shù)據(jù)的buｆfer.．．...};sｔａt(yī)ｉcintsｈmiｄ,ｓeｍｉd;voidiniｔｓｈm(strucｔdataｂuf**p）//創(chuàng)建共享存儲(chǔ)區(qū),并附接到調(diào)用進(jìn)程｛.．...．}intinitsｅm()/／創(chuàng)建信號(hào)量集，并初始化{......｝vｏidremobj（void)/／刪除IPC對(duì)象{if(ｓhmctl（shmid，IＰC_ＲMID，NULL）==－1)prinｔf("shmctlerror"）;iｆ(semctl(sｅmiｄ,ＩＰC_ＲMID,０）==－1)ｐrintｆ("\nｓemctlremoｂjerror＼n")；}intＰ()//定義ｐ操作{....．.?}intV()//定義ｖ操作{．．．...}ｖoｉdprodｕｃer(）//生產(chǎn)者{..．...}vｏiｄcoｎｓumｅｒ()／／消費(fèi)者{.．....}maｉn(）／/主程序{keｙ_tsemkey，ｓｈmｋeｙ;ｓｔｒｕctdａt(yī)abuf*ｂｕf；/／產(chǎn)品緩沖池......initshm(&ｂuf);//創(chuàng)建共享存儲(chǔ)區(qū)，并附接到buf指針指示的位置sｅmｉd＝initｓem(ｓeｍkeｙ);/／創(chuàng)建信號(hào)量集....../／創(chuàng)建若干并發(fā)進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)pｒoduｃer與ｃonsumｅr的并發(fā)執(zhí)行 rｅｍｏbj();? ? //刪除IＰC對(duì)象? ?}?課題三使用SｙstemV的IＰC機(jī)制實(shí)現(xiàn)“讀者-寫(xiě)者”問(wèn)題一、目的學(xué)習(xí)ＳysｔemV的進(jìn)程間通信機(jī)制，使用信號(hào)量和共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)經(jīng)典進(jìn)程同步問(wèn)題“讀者-寫(xiě)者”問(wèn)題。具體規(guī)定:1.創(chuàng)建信號(hào)量集,實(shí)現(xiàn)互斥信號(hào)量。2.創(chuàng)建共享內(nèi)存,將“讀者－寫(xiě)者”共享的文獻(xiàn)保存其中,并保存讀者共享的計(jì)數(shù)值。3.創(chuàng)建并發(fā)進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)“讀者-寫(xiě)者”的并發(fā)操作。二、準(zhǔn)備知識(shí)見(jiàn)課題二三、程序框架//semaphoreheａderfilｅ#inclｕde<sys/types.h>#includｅ<syｓ/ｉpc.h>＃inｃlude<sys/sｅm.ｈ>#ｉnclude<ｅrrno．h>#iｎｃlude<sｔｄlｉb.ｈ>＃ｉncludｅ<ｓtdio．h＞#ｉｎclude<uniｓtｄ.ｈ>tｙｐedefｕnion＿seｍun{//定義聯(lián)合體.．.．.．}semｕn;sｔaticintｓhmid,ｓemid；voidinitshm(structdaｔabuf*＊ｐ)／/創(chuàng)建共享存儲(chǔ)區(qū)，并附接到調(diào)用進(jìn)程{.．....}inｔiｎｉtｓem()//創(chuàng)建信號(hào)量集,并初始化{．.．．．.}voidreｍoｂj(ｖoid)／/刪除ＩPC對(duì)象{ｉf（sｈｍcｔl（ｓhｍiｄ,IPＣ_RMID,NＵＬL)＝=-１)printｆ(＂shｍcｔlerrｏr");ｉf（sｅmcｔl(semid,IPC_RMID，０)==-1)pｒｉｎtf("\ｎseｍctlremobjerror＼n");}intP（)//定義p操作｛...... }iｎｔV(）/／定義ｖ操作{.．．...}ｖｏidrｅadeｒ()/／讀者{..．.．.｝ｖｏidwｒiteｒ()/／寫(xiě)者{.....．｝main()//主程序{key_tsｅmkey，sｈｍkｅy;inｔ*ｒeａdｅrcoｕnｔ／／讀者計(jì)數(shù)值.．....iｎｉtshm（＆rｅadｅrｃｏｕｎｔ);//創(chuàng)建共享存儲(chǔ)區(qū),并附接到reａｄeｒcount指針指示的位置semid=ｉｎiｔsem(semkey);//創(chuàng)建信號(hào)量集．．.．..//創(chuàng)建若干并發(fā)進(jìn)程,實(shí)現(xiàn)prodｕｃｅr與cｏｎsumｅr的并發(fā)執(zhí)行 reｍｏbj(); ? //刪除ＩPC對(duì)象? }

課題四運(yùn)用信號(hào)量和多線程機(jī)制實(shí)現(xiàn)“哲學(xué)家進(jìn)餐”問(wèn)題一、目的學(xué)習(xí)多線程編程，使用線程的同步機(jī)制實(shí)現(xiàn)“哲學(xué)家進(jìn)餐”問(wèn)題。具體規(guī)定:1.創(chuàng)建PＯSIＸ線程,實(shí)現(xiàn)多線程的并發(fā)執(zhí)行，驗(yàn)證多線程共享進(jìn)程資源的特性。2.使用互斥量和條件變量，或使用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)線程的同步互斥。3.驗(yàn)證“哲學(xué)家進(jìn)餐”問(wèn)題中的死鎖情況，并加以解決。二、準(zhǔn)備知識(shí)一方面，請(qǐng)自學(xué)課程教材中關(guān)于線程同步的內(nèi)容。POSIX線程函數(shù)庫(kù)（ｐｔhreａd)為多線程編程提供了一套支持函數(shù)，這些函數(shù)在頭文獻(xiàn)ｐthrｅａd.ｈ中定義,所有多線程程序都必須包含這個(gè)頭文獻(xiàn)。由于ptｈread庫(kù)不是Linux系統(tǒng)的庫(kù),所以編譯時(shí)，需要用-ｌpthreaｄ選項(xiàng)來(lái)鏈接線程庫(kù)。1.創(chuàng)建線程intptｈread_crｅatｅ(pｔhread＿t*threａd,／/線程ｉｄ指針ｐｔhrｅad_ａt(yī)tｒ＿t*attｒ，/／線程屬性指針??? void＊（start_routine)(void*），//返回void類(lèi)型的指針函數(shù) ???vｏiｄ＊arｇ);/／staｒｔ_ｒoutine的形參該函數(shù)成功返回0,失敗返回非0值。例：/*tｈeexamplｅｆiｌeiscreａｔeｔhread.c*/＃iｎclｕdｅ<ｐthreａd.h>#inｃlude<ｓtdio．ｈ＞vｏid*crｅatｅ(voｉd*aｒg)//新線程執(zhí)行的函數(shù){inti；for(ｉ=0;i<10;ｉ++）prinｔf(＂%ｄnewｔhreaｄcrｅated%c\n＂,i,＊(char＊)arg);pthrｅａｄ＿eｘit(ＮUＬＬ);//退出線程}intmａin(inｔａrgc，char*ａrgv[])/／程序從主函數(shù)開(kāi)始｛pthreａd＿tp_thｒeaｄ;／/線程ＩDintrｅt;chara='A'；cｈarb='B';ret=ptｈrｅad_cｒeａt(yī)ｅ(&ｐ＿ｔhｒead,ＮULL,crｅate,(void*)&a);／/創(chuàng)建新線程執(zhí)行create函數(shù),傳遞參數(shù)ａcreatｅ((ｖｏiｄ*)&ｂ);//主線程執(zhí)行此函數(shù),傳遞參數(shù)b}編譯時(shí)使用命令:gcc-ｌpthreａd-ocrｅａｔethrｅadcreaｔetｈrｅad．ｃ2．等待子線程結(jié)束#inｃｌude<ptｈｒeaｄ.h>inｔpｔｈreａｄ_joｉｎ(pthreａd_tp_tｈrｅａd，vｏｉd**stａt(yī)ｕｓ)；該函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)是線程的ID,第二個(gè)參數(shù)為子線程返回的值，該函數(shù)返回0表達(dá)成功，非0為失敗。下面給出“觀測(cè)者－報(bào)告者”線程并發(fā)的例子,體會(huì)多線程共享數(shù)據(jù)也許導(dǎo)致的問(wèn)題。＃iｎclude<ｐtｈreaｄ.h>＃include<ｓtｄio.ｈ＞statiｃｉnｔcｏunt=10；ｖoiｄ*observer(vｏiｄ*arg)/／觀測(cè)者執(zhí)行的函數(shù){inti;for（i=０;ｉ<1０0;i++)printf("ｏbsｅrver%dcoｕｎt＝%d\n＂，i,(*(inｔ*)aｒg)++);pthreａd_ｅｘit(NUＬL）；/／退出線程}vｏiｄ＊ｒeｐoｒter(ｖoiｄ*ａｒg)/／報(bào)告者執(zhí)行的函數(shù){iｎｔi；foｒ(i=０；i<100;i++){printｆ(＂％ｄｃouｎt=％d\n"，i，＊(inｔ*)arg);*(iｎt*)ａrg=0;}pthreａｄ_exｉt(ＮUＬL);／/退出線程}iｎｔmaｉn(intaｒgc,ｃhar*ａrgv[])//主函數(shù)｛pｔhread_tｐ1_thrｅad,ｐ2＿threａｄ;/／線程IDpｔｈreaｄ_creatｅ(&p1_threaｄ,NＵLL,obsｅｒveｒ,(voｉd*)＆count)；//創(chuàng)建新線程ｐtｈrｅaｄ_ｃreatｅ(&p２＿ｔhreａd，NULＬ,reｐｏrter，(void*＊）&ｃount）；pthrｅaｄ＿joｉn(p１_ｔｈｒeａd,NUＬL)；／/主線程等待子線程結(jié)束pthｒeａd_ｊｏｉn(p2＿thread,NULL);}3.互斥鎖互斥鎖可以解決線程之間互斥訪問(wèn)資源的問(wèn)題。當(dāng)一個(gè)線程鎖定一個(gè)互斥量后,可以執(zhí)行臨界區(qū)，而此時(shí)另一個(gè)線程若要鎖定互斥量,將被掛起，直到前一個(gè)線程解鎖該互斥量后，后一個(gè)線程才干再次鎖定互斥量，并進(jìn)入臨界區(qū)訪問(wèn)。創(chuàng)建互斥量前,必須先聲明一個(gè)類(lèi)型為ｐｔｈreaｄ_mutex_t的變量,并對(duì)它初始化,例如：ｐthread＿ｎuｔeｘ＿ｔ=ＰTＨREAD_MUTEX_ＩNITIALIZER；／/該初始化可創(chuàng)建一個(gè)快速互斥量下面三個(gè)函數(shù)分別用來(lái)鎖定互斥量,解鎖互斥量以及銷(xiāo)毀互斥量intpｔhread_mutex_lock(ptｈreaｄ_muｔeｘ_t*mｕtex);ｉntpthrｅad_mutex_unlocｋ(pthｒeaｄ_ｍｕｔｅx_t*mutex);intpthrｅad＿mｕteｘ_ｄestｒoｙ(ｐthreaｄ_mｕtex_t*mutｅx);三個(gè)函數(shù)執(zhí)行對(duì)的時(shí)，返回0。4.條件變量通?；コ饬颗c條件變量同時(shí)使用,用互斥量實(shí)現(xiàn)線程互斥,用條件變量實(shí)現(xiàn)線程間的同步。條件變量是一種使線程等待某些事件發(fā)生的機(jī)制。線程等待一個(gè)條件變量,直到另一個(gè)線程給該條件變量發(fā)送一個(gè)信號(hào)將該線程喚醒。（1)創(chuàng)建條件變量創(chuàng)建條件變量時(shí)，必須先聲明一個(gè)類(lèi)型為pthrｅaｄ_cond_t類(lèi)型的變量,并進(jìn)行初始化。可以簡(jiǎn)樸地使用一個(gè)宏P(guān)TＨRＥAD＿COND_IＮITIALＩZＥR或調(diào)用ｐtｈrｅａｄ_cond_iniｔ()函數(shù)。例如:pthrｅad_ｃond_tgot＿requｅst=PＴHREAＤ_COND_IＮITIＡLIZER需要注意的是,PＴHREAD_COND_IＮITIALIZER是一個(gè)結(jié)構(gòu)，只能在條件變量聲明時(shí)對(duì)它進(jìn)行初始化，運(yùn)營(yíng)時(shí)對(duì)條件變量初始化必須使用pthread_ｃond_init()函數(shù)。(２）向條件變量發(fā)信號(hào)向條件變量發(fā)出信號(hào),可以喚醒等待這個(gè)條件變量的一個(gè)線程或所有線程(廣播方式),使用下面兩個(gè)函數(shù)可以實(shí)現(xiàn):intpthreａd_coｎd_sｉgｎａｌ(&got_rｅqｕest）；/／ｇot_rｅquest是一個(gè)已經(jīng)對(duì)的初始化的條件變量ｉntpthreａd_ｃoｎｄ_brｏadｃａst（＆got_request）;//廣播函數(shù)成功時(shí)返回0，失敗時(shí)返回非0值。(3)守候條件變量pthread_ｃoｎd_ｗaｉt（pthread_ｃonｄ_ｔ*rｅstrｉcｔｃond,ptｈread_mｕtex_t*rｅstrictmuｔeｘ);pｔhread_cond_ｔimewaiｔ（ptｈｒead_ｃｏnd_t*rｅstｒicｔcｏnd,ｐthreａｄ_mutex_t*restrictmｕtex,coｎststruｃｔtimeｓpec*reｓtrｉｃｔａbstiｍe）;這兩個(gè)函數(shù)將使調(diào)用線程阻塞在條件變量上,并解鎖互斥量(為避免競(jìng)爭(zhēng)使用條件變量,在守候條件變量前必須加鎖互斥量)，第二個(gè)函數(shù)中，允許用戶給定一個(gè)超時(shí)間隔，過(guò)了時(shí)間間隔，函數(shù)就返回,返回值為ＥTIMEDOUT。而第一個(gè)函數(shù)若沒(méi)有收到信號(hào)將一直等下去。進(jìn)一步說(shuō)明上述兩個(gè)守候條件變量的函數(shù):在守候條件變量前,先對(duì)互斥量加鎖,然后調(diào)用守候函數(shù)，這時(shí)，線程阻塞去等候條件,并解鎖互斥量,之后，當(dāng)某個(gè)線程向這個(gè)條件變量發(fā)出信號(hào)便會(huì)喚醒等候的線程。(４)銷(xiāo)毀條件變量intptｈread_ｃoｎd_desｔｏｒｙ（pｔｈｒead_cond_t*cond);成功時(shí)返回0,失敗時(shí)返回非０值。三、程序框架#inｃｌude<pthread.h＞

#includｅ<stdio.h>

#include<ｅrｒｎｏ.ｈ>?...．．.//聲明條件變量和互斥量,以及線程共享的數(shù)據(jù)voidP（)?{ptｈｒead_mutex_lｏck();?...．..ｐthreａd＿cｏｎd_wait();／／等待條件變量

.．....pthｒeaｄ_ｍuteｘ_unｌock(）;?....．.}

ｖoiｄＶ(）?｛ptｈread_muｔeｘ_ｌock();

..．...pthreaｄ_cｏnd＿signal();?ｐthread_ｍｕteｘ_uｎlock();?}

ｖｏid*ｃreａt(yī)ｅ（ｖoid＊aｒg）//新線程執(zhí)行的函數(shù)?{intph＿no;//哲學(xué)家編號(hào)ph＿nｏ=＊(ｉnt*)aｒg；

...．..?P(ph_ｎｏ）;

P（(ｐh_no+1)%5);

pｒintf("theno%dｐhiｌoｓoｐhｅrdｉning\n＂,ｐh＿no)；

V(ph_nｏ);?Ｖ（(ph＿nｏ+１)%5）;?pｔｈｒeａd＿ｅxiｔ(NULL）;

}?mａin（）

{pthreａｄ_tｐ_tｈread[5］;//線程ID

iｎｔｐｈ_no[5],ret，i;//pｈ_nｏ為哲學(xué)家編號(hào)?pthreaｄ_creａｔｅ();／／/創(chuàng)建5個(gè)哲學(xué)家線程

.．....

}?}

?課題五基于消息緩沖通信實(shí)現(xiàn)客戶進(jìn)程與服務(wù)者進(jìn)程間的通信一、目的學(xué)習(xí)SyｓtemV的進(jìn)程間通信機(jī)制,使用消息緩沖通信實(shí)現(xiàn)多個(gè)客戶進(jìn)程和一個(gè)服務(wù)進(jìn)程之間的通信。具體規(guī)定：1.創(chuàng)建多個(gè)客戶進(jìn)程,以及一個(gè)服務(wù)進(jìn)程。2．創(chuàng)建兩個(gè)公共消息隊(duì)列，一個(gè)用于客戶進(jìn)程向服務(wù)進(jìn)程發(fā)送請(qǐng)求，一個(gè)用于服務(wù)進(jìn)程向客戶進(jìn)程返回結(jié)果。3.客戶進(jìn)程發(fā)送請(qǐng)求,并阻塞接受結(jié)果，服務(wù)進(jìn)程接受請(qǐng)求并完畢服務(wù)后返回結(jié)果給相應(yīng)的客戶進(jìn)程。二、準(zhǔn)備知識(shí)一方面，請(qǐng)復(fù)習(xí)課程教材中關(guān)于消息緩沖通信的內(nèi)容。消息緩沖所涉及的系統(tǒng)調(diào)用如下：１.建立消息隊(duì)列＃inclｕde<syｓ/tｙｐeｓ.h>#ｉnclｕdｅ<sｙｓ/ｉpc.h>＃include<syｓ／msg.h>inｔmｓqiｄ＝ｍsｇｇｅt（key_tｋey,ｉntmsｇfｌg);其中,key是消息隊(duì)列的關(guān)鍵字，是通信雙方約定的一個(gè)長(zhǎng)整型數(shù)。key有以下兩個(gè)取值:（1）IPＣ＿PRＩVATE:表達(dá)建立一個(gè)私有消息隊(duì)列。(2）正整數(shù)：表達(dá)建立一個(gè)公共的消息隊(duì)列。Msgflg是消息隊(duì)列的創(chuàng)建方式,有兩個(gè)取值,這兩個(gè)值可以單獨(dú)使用，也可用“或”位運(yùn)算符連起來(lái)使用：（1）IPＣ_ＣREAT:創(chuàng)建一個(gè)keｙ所代表的新消息隊(duì)列，類(lèi)似于create。（2）IPC_ＥXCL:同IPC＿CRＥAT同時(shí)使用時(shí)，若key相應(yīng)消息隊(duì)列存在，則返回－１,并將錯(cuò)誤指示變量errｎo置EEＸIST,單獨(dú)使用時(shí)無(wú)意義。此外，還可以設(shè)立消息隊(duì)列的存取權(quán)限。調(diào)用該消息隊(duì)列系統(tǒng)調(diào)用時(shí),若key＝0，則創(chuàng)建一個(gè)消息隊(duì)列,若key≠0，在消息隊(duì)列中查找關(guān)鍵字是key的消息隊(duì)列,假如找到,且有權(quán)訪問(wèn),則返回消息隊(duì)列標(biāo)記，假如無(wú)權(quán)訪問(wèn)則犯錯(cuò)返回，假如沒(méi)有找到，且msgflg具有IPC_CREＡＴ標(biāo)志,則創(chuàng)建一個(gè)消息隊(duì)列，并返回消息隊(duì)列標(biāo)記。例如:msqｉｄ=msｇgeｔ（12３,０600|IPC_CREAT|IPC_EXCL）;注意:這里060０表達(dá)對(duì)該消息隊(duì)列的存取權(quán)限,設(shè)立的方式同文獻(xiàn)存取權(quán)限的設(shè)立一致。06０0表達(dá)對(duì)消息隊(duì)列的創(chuàng)建者具有讀寫(xiě)權(quán)限,對(duì)同組用戶和其他用戶無(wú)任何權(quán)限。２．向消息隊(duì)列發(fā)送消息#inｃｌude<sｙs／ｍsg．ｈ>intｍsgｓnｄ(ｉｎtmsｑｉd,void*ｍsgp,siｚe＿ｔmsgｓz,intｍsgflｇ）;其中，msqid是消息隊(duì)列標(biāo)記，mｓgp是指向用戶區(qū)要發(fā)送的消息的指針,ｍsｇsz是要發(fā)送的消息正文的字節(jié)數(shù)，ｍsgflｇ是同步標(biāo)志,當(dāng)發(fā)送消息的某個(gè)條件不滿足時(shí)，若msgflg中的IPC_NOWAIＴ標(biāo)志未設(shè)立（即=０),發(fā)送進(jìn)程阻塞等待,直到將消息掛入消息隊(duì)列，若IPC＿NＯWAIT標(biāo)志已設(shè)立，發(fā)送進(jìn)程立即返回。該函數(shù)，成功時(shí)返回實(shí)際發(fā)送的字節(jié)數(shù)，錯(cuò)誤時(shí)返回－1。３．接受消息＃ｉnｃｌude<syｓ/msg.ｈ>intmsgrcv(ｉntmsｑid,ｖoid＊ｍｓgp，ｓｉze＿tmsgｓz,ｌｏｎｇmsｇtyp,intmsgflg);其中，msｑid是消息隊(duì)列標(biāo)記，msgp是指向用戶接受消息的指針，msgsz是要接受的消息正文的字節(jié)數(shù),msgfｌg是同步標(biāo)志，當(dāng)接受消息的某個(gè)條件不滿足時(shí)，若msgflg中的IPC_ＮOWAＩＴ標(biāo)志未設(shè)立（即＝0），接受進(jìn)程阻塞等待，直到接受到消息為止,若IPC_NOＷAIT標(biāo)志已設(shè)立,接受進(jìn)程立即返回。Msgtyp是要接受的消息類(lèi)型,ｍsｇtyp=0,表達(dá)接受消息隊(duì)列中的第一個(gè)消息,若msgtyp>０，則接受消息隊(duì)列中與msｇtyp相同的第一個(gè)消息，若ｍｓgｔｙｐ＜0，則接受消息隊(duì)列中類(lèi)型值小于ｍsgtyｐ絕對(duì)值且類(lèi)型值最小的消息。該函數(shù)成功時(shí)，返回接受消息的正文長(zhǎng)度，錯(cuò)誤時(shí)，返回-1。三、程序框架系統(tǒng)規(guī)定最少設(shè)立三個(gè)客戶進(jìn)程,一個(gè)服務(wù)進(jìn)程，客戶進(jìn)程將請(qǐng)求(四則運(yùn)算）提交給服務(wù)進(jìn)程,服務(wù)進(jìn)程從消息隊(duì)列1接受后進(jìn)行服務(wù)（進(jìn)行運(yùn)算,求得四則運(yùn)算表達(dá)式的結(jié)果)，將結(jié)果發(fā)送到消息隊(duì)列2，客戶進(jìn)程從消息隊(duì)列２接受屬于自己的結(jié)果。／／ｃliｅnt1.c＃ｉncluｄe<ｓys／ｔyｐes.h>#iｎcludｅ<ｓys/ｉpc.ｈ>#iｎcｌude<ｓys/msg.h＞#deｆineSＤKEY７5//SDＫEY是發(fā)送請(qǐng)求的消息隊(duì)列關(guān)鍵字,是一個(gè)公共消息隊(duì)列#deｆｉｎeRVＫEY76／/ＲVKEY是接受結(jié)果的消息隊(duì)列關(guān)鍵字,也是一個(gè)公共消息隊(duì)列structmsgfoｒm｛//消息的格式longmtｙpe;/*消息類(lèi)型*/chaｒｍtexｔ[N];／*消息正文*／}……//clienｔ2.c……//cｌienｔ3.c……／/sｅrvｅr．c……

課題六銀行家算法模擬一、目的１．加深了解資源申請(qǐng)、避免死鎖等概念。2.體會(huì)避免死鎖的具體實(shí)行方法——銀行家算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。3.進(jìn)一步提高軟件開(kāi)發(fā)能力。二、規(guī)定1．復(fù)習(xí)銀行家算法，設(shè)計(jì)一個(gè)具有若干（不少于３種)資源和若干